EP0029512B1 - Einrichtung zum lösbaren Ankuppeln von Lichtleitfasern - Google Patents

Einrichtung zum lösbaren Ankuppeln von Lichtleitfasern Download PDF

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EP0029512B1
EP0029512B1 EP80106563A EP80106563A EP0029512B1 EP 0029512 B1 EP0029512 B1 EP 0029512B1 EP 80106563 A EP80106563 A EP 80106563A EP 80106563 A EP80106563 A EP 80106563A EP 0029512 B1 EP0029512 B1 EP 0029512B1
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groove
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Lothar Dipl.-Ing. Mannschke
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Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
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Felten and Guilleaume Fernmeldeanlagen GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/36—Mechanical coupling means
    • G02B6/38—Mechanical coupling means having fibre to fibre mating means
    • G02B6/3801—Permanent connections, i.e. wherein fibres are kept aligned by mechanical means
    • G02B6/3806—Semi-permanent connections, i.e. wherein the mechanical means keeping the fibres aligned allow for removal of the fibres

Definitions

  • the invention relates to a device for releasably coupling the free end face of at least one optical fiber, in particular used for message transmission, with a straightening element mounted in at least one fastening piece and with at least one elastic element for aligning the optical fiber when coupling to a counterpart in a V arranged in the straightening element -shaped gutter.
  • optical fibers are to be connected to one another or one optical fiber each to a light source or to a detector as counterpart, the transmitted signals being passed on over long distances with high information density, with as little loss and distortion as possible.
  • the invention is therefore based on the object of providing a device for releasably coupling the optical fiber in the smallest possible space from simple, trouble-free, easy-to-clean and versatile parts, which can be produced inexpensively.
  • the straightening element with the V-shaped channel is arranged eccentrically and non-rotatably in the fastening piece, that in the region of the fastening piece which is adjacent to the channel side of the straightening element, an aligned parallel to the V-shaped channel Trough for the pre-adjustment of the optical fiber is formed, and that in the area of the trough in the end face of the fastening piece, at least one approximately flush-fitting pressure piece made of rubber-elastic material is arranged in the fastening piece.
  • Optical fibers with a very small diameter can be coupled with such devices with high quality.
  • FIG. 1 serves to connect two optical fibers 10, 11 freed from their shells 12, 13 on the end face, also called coating.
  • the transmission system for transporting television programs via such optical fibers is not shown. However, it is important to know that a very large number of frequency- and / or pulse-dependent signals are transported over the optical fibers in short time intervals, the transmission quality of which is particularly dependent on the quality of several transfer points.
  • the quality of a transfer point for optical fibers primarily depends on the alignment of its end faces.
  • Recesses 26 of the same type, in which a straightening element 16 lies, are therefore formed in fastening pieces 14, 15 of the respective optical fibers 10, 11.
  • the recesses 26 are eccentric with respect to a central axis passing through the optical fibers, so that the straightening element 16 they hold is held in a non-rotatable manner.
  • the straightening element 16 has a V-shaped groove 17 on the side facing the central axis, in which the end faces of the fibers 10, 11 can be aligned with one another as in an optical bench.
  • funnel-like extensions serve at the entry points of the V-shaped channel 17.
  • V-shaped channel 17 shown in dashed lines in FIG. 1 can be seen even better in the enlarged view of FIG. 2, the corresponding individual parts of which bear the same reference numerals and are also explained at the same time.
  • rubber-elastic thrust pieces have the particular advantage of being able to pass on a pressure evenly distributed over an area. Therefore, the optical fibers 10, 11 are particularly protected, which extends the life of such sensitive lines.
  • a trough 20 is embedded in the fastening pieces 14, 15.
  • This trough 20 lies in the axial direction parallel to the groove 17 of the straightening element 16 pre-adjust later position.
  • the orientation of the fibers in the V-shaped groove 17 is also further improved, especially if it continues in a straight line not only via the fastening pieces, but also via the pressure pieces.
  • the optical fibers 10, 11 are thus in two opposite, complementary trough-shaped recesses, the V-shaped trough 17 of the trough 20.
  • the trough 20 in the area of the pressure pieces 18, 19 ensures the particularly high quality of the transfer point.
  • the fastening piece 14 carries a union tube 22 with an external thread, into which the internal thread of a union tube 23 of the fastening piece 15 engages.
  • the union tube 23 is supported on the fastening piece 15 via a helical spring 24.
  • the arrangement shown in the drawings can be produced inexpensively using the injection molding process, for which purpose a curable, non-elastic plastic can be used for the fastening pieces 14, 15, in which the rubber-elastic pressure pieces 18, 19 can be glued or can be injected in one operation, including injectable, after curing rubber-elastic material is used.
  • the end faces of the optical fibers 10, 11 can be easily maintained after mounting in the fastening pieces 14, 15, because their end faces are flush with the end faces of the fastening pieces. Before the straightening element 16 is inserted, simple cleaning, which can be supported by machines, is therefore possible.
  • FIG. 3 In the upper part of the arrangement of a device connection shown in FIG. 3, the essence of one half of a connector arrangement provided with the same reference numerals in the preceding FIGS. 1 and 2 is shown. In addition, it can be seen even better in this figure how the optical fiber 10 in the fastening piece 14 is adjusted in the axial direction.
  • a clamping means 21 for example a rubber-elastic plate, is attached opposite the trough 20 and the light guide 10, by means of which the optical fiber is held between the parts of the fastening piece.
  • the surface property which is intended to ensure that the optical fiber 10 no longer slips axially and is not damaged after mounting in the fastening piece 14.
  • the sleeve 12 is clamped separately in a manner not shown. Pinched, the optical fiber 10 should not only withstand the assembly pressure from the opposite end face of the other optical fiber, but also the pressure of the cleaning process.
  • the fastening piece 31 also has a recess 26 into which the straightening element 16 already described fits.
  • the fastening piece 31 differs from that previously described only in that a fastening to a device wall 30 is provided along the line drawn with long lines. Because the way this attachment is not used. Invention contributes and can be carried out in known technology, an explanation can be omitted here.
  • the optical fiber 11 are of course also optoelectronic transducers, z. B. modulatable light sources or detectors, mountable.
  • FIG. 3 also shows how versatile the described connection arrangement can be used. Without the straightening element 16, all the connector parts are the same in the area of the end face, so that they can be combined with each other with any other connector part, each with a straightening element that is always constructed in the same way.
  • fastening pieces of the same structure which can be connected to one another by screwing, pressing or locking.
  • the joint production of the V-shaped trough 20 of a connector, for example by milling, in the fastening pieces 14, 15 can be recognized as an advantage without any special illustration, because this avoids any possible misalignment at the transition from one connector part to the other connector part.
  • the connector arrangement shown can be configured for a plurality of optical fibers without a special illustration, in which a plurality of channels and troughs lying parallel to one another are provided in a holder for coupling a plurality of optical fibers.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum lösbaren Ankuppeln der freien Stirnseite mindestens einer, insbesondere zur Nachrichtenübertragung verwendeten, Lichtleitfaser, mit einem in mindestens einem Befestigungsstück gelagerten Richtelement und mit mindestens einem elastischen Element zum Ausrichten der Lichtleitfaser beim Ankuppeln an ein Gegenstück in einer im Richtelement angeordneten V-förmigen Rinne. Mit derartigen Einrichtungen sollen Lichtleitfasern untereinander oder je eine Lichtleitfaser mit einer Lichtquelle oder mit einem Detektor als Gegenstücke verbunden werden, wobei die übertragenen Signale möglichstverlust- und verzerrungsfrei mit hoher Informationsdichte auf lange Strecken weitergegeben werden.
  • Bei der aus "Electronic Design 21 ", Oktober 11, 1979, S. 328, bekannten Einrichtung zum lösbaren Ankuppeln von Lichtwellenleitern wird ein unverdrehbar gelagertes Richtelement mit einer V-Rinne verwendet, in die beim Kuppeln die Lichtleitfasern mit elastischen Elementen gedrückt werden. Dabei werden die Lichtleitfasern im Koppelbereich seitlich verbogen. Solche Verbiegungen beanspruchen die Fasern im ohnehin kritischen Koppelbereich. Unter der Verbiegung leidet auch die von der V-Rinne bewirkte Ausrichtung der Fasern. Verbinder dieser Art (z.B. auch DE-A Nr. 2527541) benötigen RaumfürdieVerbiegung.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum lösbaren Ankuppeln der Lichtleitfaser auf möglichst kleinem Raum aus einfachen, störungsunanfälligen, leicht zu reinigenden und vielseitig einsetzbaren Teilen zu schaffen, die kostengünstig herstellbar ist.
  • Diese Aufgabe wird bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass das Richtelement mit der V-förmigen Rinne exzentrisch und unverdrehbar im Befestigungsstück angeordnet ist, dass in dem an die Rinnenseite des Richtelementes angrenzenden Bereich des Befestigungsstückes eine parallel zur V-förmigen Rinne ausgerichtete Mulde für die Vorjustierung der Lichtleitfaser ausgebildet ist, und dass im Bereich der Mulde in der Stirnseite des Befestigungsstükkes mindestens ein etwa bünding abschliessendes Druckstück aus gummielastischem Material im Befestigungsstück angordnet ist.
  • Lichtleitfasern mit sehr kleinem Durchmesser können mit solchen Einrichtungen mit hoher Güte angekoppelt werden.
  • Weitere, an die Vielfalt der Verwendungen angepasste und die kostengünstige Herstellung betreffende vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die Erfindung mit ihren Ausgestaltungen wird anhand der in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen aus zwei Befestigungsstücken bestehenden Verbinder zum Kuppeln von zwei Lichtleitfasern miteinander,
    • Fig. 2 einen Querschnitt an der Übergabestelle des Verbinders aus Fig. 1, und
    • Fig. 3 in dreidimensionaler Explosionsdarstellung einen Geräteanschluss.
  • Die in Fig. 1 dargestellte Anordnung dient der Verbindung zweier, stirnseitig von ihren Hüllen 12, 13, auch coatinggenannt, befreiter Lichtleitfasern 10, 11. Das Übertragungssystem zum Transportieren von Fernsehprogrammen über solche Lichtleitfasern ist nicht dargestellt. Es ist jedoch wichtig zu wissen, dass über die Lichtleitfasern in kurzen Zeitintervallen eine sehr grosse Zahl von frequenz- und/oder impulsabhängig gesteuerten Signalen transportiert wird, deren Übertragungsgüte insbesondere von der Qualität mehrerer Übergabestellen abhängig ist.
  • Die Qualität einer Übergabestelle von Lichtleitfasern ist in erster Linie von der Ausrichtung ihrer Stirnseiten abhängig. In Befestigungsstücken 14, 15 der jeweiligen Lichtleitfasern 10, 11 sind daher gleichartige Aussparungen 26 eingeformt, in denen ein Richtelement 16 liegt. Die Aussparungen 26 liegen exzentrisch in bezug auf eine zentrale, durch die Lichtleitfasern gehende Achse, so dass das von ihnen aufgenommene Richtelement 16 unverdrehbar gehalten wird. Das Richtelement 16 hat auf der der zentralen Achse zugewandten Seite eine V-förmige Rinne 17, in der die Stirnseiten der Fasern 10, 11 wie in einer optischen Bank aufeinander ausrichtbar sind. Zur Erleichterung des Einführens der Lichtleitfasern 10, 11 dienen trichterartige Erweiterungen an den Eingangsstellen der V-förmigen Rinne 17.
  • Die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte V-förmige Rinne 17 ist in der vergrösserten Ansicht der Fig. 2 noch besser erkennbar, deren entsprechende Einzelteile die gleichen Bezugszeichen tragen und gleichzeitig mit erläutert werden.
  • Zur Ausrichtung der Lichtleitfasern 10, 11 ist beim Zusammenfügen eines Befestigungsstückes 14 mit seinem Gegenstück 15 ein in Richtung auf die V-förmige Rinne 17 wirkender Druck erforderlich. Dieser seitliche Druck wird von gummielastischen Druckstücken 18,19 erzeugt, die in den Stirnseiten der Befestigungsstücke 14,15 angebracht sind. Die Druckstücke liegen dabei am Rande der Aussparung 26.
  • Die in Grössenordnung der Lichtleiterhüllen 12, 13 dimensionierten gummielastischen Druckstücke 18, 19 ragen an der Stirnseite der Befestigungselemente 14, 15 mit Übermass heraus, um beim Zusammenfügen in Richtung auf die Lichtleitfasern 10, 11 und das Richtelement 16 auszuweichen. Gummielastiche Druckstücke haben gegenüber schwierig zu montierenden Federelementen noch den besonderen Vorzug, einen über eine Fläche verteilten Druck gleichmässig weitergeben zu können. Von ihnen werden daher die Lichtleitfasern 10, 11 besonders geschont, wodurch die Lebensdauer derartig empfindlicher Leitungen verlängert wird.
  • Den Fig. 1 und 2 ist ferner zu entnehmen, dass gegenüber der V-förmigen Rinne 17 des Richtelementes 16 in den Befestigungsstücken 14, 15 eine Mulde 20 eingelassen ist, Diese Mulde 20 liegt in achsialer Richtung parallel zur Rinne 17 des Richtelementes 16. Sie dient zunächst dazu, eine Lichtleitfaser im Befestigungsstück in bezug auf die spätere Lage vorzujustieren. Mit der Mulde 20 wird darüber hinaus auch noch die Ausrichtung der Fasern in der V-förmigen Rinne 17 weiter verbessert, insbesondere dann, wenn sie sich geradlinig nicht nur über die Befestigungsstücke, sondern auch über die Druckstücke fortsetzt. Im montierten Zustand befinden sich die Lichtleitfasern 10, 11 also in zwei gegenüberliegenden, sich ergänzenden rinnenförmigen Ausnehmungen, der V-förmigen Rinne 17 der Mulde 20. Dabei sorgt die Mulde 20 im Bereich der Druckstücke 18, 19 für die besonders hohe Güte der Übergabestelle.
  • Den Fig. 1 und 2 kann man ferner entnehmen, wie die Befestigungsstücke miteinander verbunden werden. Dazu trägt das Befestigungsstück 14 ein Überwurfrohr 22 mit Aussengewinde, in das das Innengewinde eines Überwurfrohres 23 des Befestigungsstückes 15 eingreift. Um beim Zusammenschrauben einen gleichmässigen Befestigungsdruck zu erzielen, stützt sich das Überwurfrohr 23 über eine Schraubenfeder 24 am Befestigungsstück 15 ab.
  • Selbstverständlich ist es möglich, Befestigungsstücke in anderer Montageart, beispielsweise durch Presspassung, Rastmittel oder Bajonettverbindung zusammenzufügen, ohne dass dies im einzelnen dargestellt werden muss, da solche Verbindungsmöglichkeiten hinreichend bekannt sind. Die Zeichnung ist ferner an der für die Erfindung nicht mehr wesentlichen, der Stirnseite abgewandten Seite abgebrochen, weil davon die Ausrichtung der Lichtfasern nicht mehr betroffen wird. An dieser Stelle wären dann weitere Ausgestaltungen, wie beispielsweise ein Schrumpfschlauch, zu ergänzen.
  • Die in den Zeichnungen dargestellte Anordnung kann kostengünstig im Spritzgussverfahren hergestellt werden, wozu ein aushärtbarer unelastiscr Kunststoff für die Befestigungsstücke 14, 15 verwendet werden kann, in deren die gummielastischen Druckstücke 18, 19 einklebbar oder in einem Arbeitsgang mit einspritzbar sind, wozu spritzfähiges, nach Aushärten gummielastisches Material verwendet wird.
  • Zur weiteren Verbesserung der Übertragungsqualität können die Stirnflächen der Lichtleitfasern 10, 11 nach Montage in den Befestigungsstücken 14, 15 einfach gewartet werden, weil ihre Stirnflächen bündig mit den Stnflächen der Befestigungsstücke abschliessen. Vor dem Einsetzen des Richtelementes 16 ist daher eine-von Maschinen unterstützbare- einfache Reinigung möglich.
  • Im oberen Teil der in Fig. 3 dargestellten Anordnung eines Geräteanschlusses ist das Wesentliche einer Hälfte einer in den vorangehenden Fig. 1 und 2 mit den gleichen Bezugszeichen versehenen Verbinderanordnung dargestellt. Darüber hinaus kann in dieser Figur noch besser erkannt werden, wie die Lichtleitfaser 10 im Befestigungsstück 14 in axialer Richtung justiert wird. Im rückwärtigen Bereich einer Halbschale 25 des Befestigungsstückes 14 ist gegenüber der Mulde 20 und dem Lichtleiter 10 ein Klemmittel 21, beispielsweise eine gummielastische Platte, angebracht, von dem die Lichtleitfaser zwischen den Teilen des Befestigungsstückes gehalten wird. Bei der Auswahl des Materiales für das Klemmittel 21 ist insbesondere auf die Oberflächeneigenschaft zu achten, die dafür sorgen soll, dass die Lichtleitfaser 10 nach Montage im Befestigungsstück 14 nicht mehr axial verrutscht und nicht beschädigt wird. Zur Zugentlastung wird die Hülle 12 in nicht dargestettter Art gesondert mit eingeklemmt. Eingeklemmt soll die Lichtleitfaser 10 nicht nur dem Montagedruck von der gegenüberliegenden Stirnseite der anderen Lichtleitfaser, sondern auch dem Druck des Reinigungsvorganges standhalten.
  • Mit gestrichelten Linien ist in Fig. 3 dargestellt, dass das Befestigungsstück 31 ebenfalls eine Aussparung 26 hat, in die das bereits beschriebene Richtelement 16 passt. Das Befestigungsstück 31 unterscheidet sich von dem vorher beschriebenen nur dadurch, dass entlang der mit langen Strichen gezogenen Linie eine Befestigung an einer Gerätewand 30 vorgesehen ist. Da die Art und Weise dieser Befestigung nicht zur. Erfindung beiträgt und in bekannter Technik ausführbar ist, kann eine Erläuterung an dieser Stelle entfallen. Anstelle der Lichtleitfasser 11 sind im Geräteanschluss selbstverständlich auch optoelektronische Wandler, z. B. modulierbare Lichtquellen oder Detektoren, montierbar.
  • Fig. 3 ist ferner zu entnehmen, wie vielseitig die beschriebene Verbindungsanordnung verwendbar ist. Ohne Richtelement 16 gleichen sich alle Verbinderteile im Bereich der Stirnfläche, so dass sie untereinander mit jedem anderen Verbinderteil mit je einem stets gleichartig aufgebauten Richtelement kombinierbar sind.
  • Es dürfte nicht erforderlich sein, weitere Besonderheiten für gleichartig aufgebaute Befestigungsstücke darzustellen, die durch Verschrauben, Verpressen oder Verrasten miteinander verbindbar sind. Auch die gemeinsame Herstellung der V-förmigen Mulde 20 eines Verbinders, beispielsweise durch Fräsen, in den Befestigungsstücken 14, 15 ist ohne besondere Darstellung als Vorteil erkennbar, weil dadurch ein am Übergang eines Verbinderteiles zum anderen Verbinderteil möglicher Versatz vermieden wird.
  • Die dargestellte rückwärtige Befestigung der Lichtleitfaser ist mit ähnlichem Erfolg auch bei Geräteanschlüssen anwendbar.
  • Schliesslich ist ohne besondere Darstellung die gezeigte Verbinderanordnung für mehrere Lichtleitfasern ausgestaltbar, bei der eine Vielzahl von parallel zueinander liegenden Rinnen und Mulden zum Ankuppeln mehrerer Lichtleitfasern in einem Halter vorgesehen ist.

Claims (10)

1. Einrichtung zum lösbaren Ankuppeln der freien Stirnseite mindestens einer, insbesondere zur Nachrichtenübertragung verwendeten, Lichtleitfaser, mit einem in mindestens einem Befestigungsstück gelagerten Richtelement und mit mindestens einem elastischen Element zum Ausrichten der Lichtleitfaser beim Ankuppeln an ein Gegenstück in einer im Richtelement angeordneten V-förmigen Rinne, dadurch gekennzeichnet, dass das Richtelement (16) mit der V-förmigen Rinne (17) exzentrisch und unverdrehbar im Befestigungsstück (14, 15) angeordnet ist, dass in dem an die Rinnenseite des Richtelementes (16) angrenzenden Bereich des Befestigungsstückes (14, 15) eine parallel zur V-förmigen Rinne (17) ausgerichtete Mulde (20) für die Vorjustierung der Lichtleitfaser (10, 11) ausgebildet ist, und dass im Bereich der Mulde (20) in der Stirnseite des Befestigungsstückes (14, 15) mindestens ein etwa bündig abschliessendes Druckstück (18,19) aus gummielastischem Materiai im Befestigungsstück angeordnet ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei gleichartig aufgebaute, ein Richtelement (16) gemeinsam aufnehmende und miteinander verbindbare Befestigungsstücke (14, 15) zur Verbindung zweier Lichtleitfasern (10, 11) vorgesehen sind, die durch Verschrauben, Verpressen oder Verrasten miteinander verbindbar sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Befestigungsstück (14) und ein mit diesem ein Richtelement (16) gemeinsam aufnehmender Geräteanschluss (31) vorgesehen sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulde (20) auch im Druckstück (18, 19) eingeformt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckstück (18,19) in das Befestigungsstück (14,15) eingeklebt ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Befestigungsstück aus zwei Hälften besteht, von denen die eine eine Aussparung (26) für das Richtelement (16) und die andere die Mulde (20) umfasst.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der die Aussparung (26) enthaltenden Hälfte (25) ein elastisches Klemmittef (21) angebracht ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Klemmittel (21) angespritzt ist.
9. Verfahren zur Herstellung der Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsstück (14,15) im Spritzgussverfahren hergestellt und das Druckstück (18,19) dabei eingeformt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Mulde (20) beim Herstellen im Spritzgussverfahren mit eingeformt wird.
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